RU2819873C1 - Mixture for producing foamed glass - Google Patents

Mixture for producing foamed glass Download PDF

Info

Publication number
RU2819873C1
RU2819873C1 RU2023125630A RU2023125630A RU2819873C1 RU 2819873 C1 RU2819873 C1 RU 2819873C1 RU 2023125630 A RU2023125630 A RU 2023125630A RU 2023125630 A RU2023125630 A RU 2023125630A RU 2819873 C1 RU2819873 C1 RU 2819873C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
production
glass
dusty
charge
wastes
Prior art date
Application number
RU2023125630A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Валерьевич Чичварин
Виталий Петрович Смирнов
Владимир Игоревич Демидов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "Оскольский композит"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "Оскольский композит" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "Оскольский композит"
Application granted granted Critical
Publication of RU2819873C1 publication Critical patent/RU2819873C1/en

Links

Abstract

FIELD: various technological processes.
SUBSTANCE: invention relates to production of foamed structural heat-insulating material which can be used in construction industry. Mixture for foamed glass is prepared by combined grinding of scrap glass, dusty wastes of electrometallurgical production and one of the following components: boric acid, industrial borax in a rotary vortex mill with the following ratio of components, wt.%: dusty wastes of metallurgical production from 40 to 70; dusty glass production wastes from 20 to 50; boric acid 5 or industrial borax 10. For the charge foaming, a foaming liquid in the form of a protein foaming agent is added to the jointly crushed components at rate of 165 ml per 1 kg of the dry mixture. Prepared charge is poured into mould, evenly distributed, placed into furnace, heated to temperature of 800 °C and held for 5 hours.
EFFECT: recycling glass scrap and dusty wastes of electrometallurgical production by using them in production of foamed glass.
1 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к производству пеностекла, и может быть использовано в строительной индустрии для создания вспененных конструкционных теплоизоляционных материалов.The invention relates to the field of building materials, namely the production of foam glass, and can be used in the construction industry to create foamed structural thermal insulation materials.

Известен Патент РФ 2051869 (C03C11/00) - шихта для получения пеностекла включающая цеолитсодержащий туф и газообразователь на основе карбида кремния, отличающаяся тем, что, с целью снижения температуры вспенивания и расширения сырьевой базы, она дополнительно содержит стеклобой и кальцинированную соду. Known RF Patent 2051869 (C03C11/00) - a charge for producing foam glass including zeolite-containing tuff and a gas-forming agent based on silicon carbide, characterized in that, in order to reduce the foaming temperature and expand the raw material base, it additionally contains cullet and soda ash.

Известен Патент РФ 2487842 (C03C11), где предлагается использование шихты следующего состава, мас.%: молотый стеклобой - 75,0-90,0; отходы алмазообогащения - 10,0-25,0. Отходы алмазообогащения имеют следующий состав, мас.%: серпентин 70,0; кальцит 2,0; доломит 28,0. Предлагаемое техническое решение позволяет решить вопрос о расширении сырьевой базы для получения пеностекла.RF Patent 2487842 (C03C11) is known, which proposes the use of a charge of the following composition, wt.%: ground cullet - 75.0-90.0; diamond processing waste - 10.0-25.0. Diamond enrichment waste has the following composition, wt.%: serpentine 70.0; calcite 2.0; dolomite 28.0. The proposed technical solution allows us to resolve the issue of expanding the raw material base for producing foam glass.

Также известен Патент РФ 2246457 (C03C11/00) где предлагается использование в качестве компонентов шихты, мас.%: стеклобой 58,5-64,5, отходы обогащения апатито-нефелиновых руд 15,0-22,6, кварц 15,5-17,2, газообразователь 3,3-4,0. Использование предлагаемой шихты позволяет снизить плотность пеностекольного облицовочного материала в среднем в 1,25 раза и уменьшить его теплопроводность в 1,27 раза.Also known is RF Patent 2246457 (C03C11/00), which proposes the use of the following charge components, wt.%: glass cullet 58.5-64.5, apatite-nepheline ore enrichment waste 15.0-22.6, quartz 15.5- 17.2, gas generator 3.3-4.0. The use of the proposed charge makes it possible to reduce the density of the foam glass facing material by an average of 1.25 times and reduce its thermal conductivity by 1.27 times.

Предлагаемые составы позволяют изготавливать пеностекло при температуре от 900 до 1000°С, что позволяет использовать типовое оборудование, применяемое в пеностекольном производстве, но указанный температурный интервал характеризует высокие энергозатраты. The proposed compositions make it possible to produce foam glass at temperatures from 900 to 1000°C, which allows the use of standard equipment used in foam glass production, but the specified temperature range is characterized by high energy consumption.

В качестве прототипа был выбран патент РФ № 2291125 (C03C11/00) – шихта для получения пеностекла, в состав которой входит стеклобой тарный и отход сахарного производства, выступающий в роли пенообразователя при термическом воздействии на подготовленную путем совместного измельчения в шаровой мельнице. Основное отличие данного технического решения от аналогов – использование в качестве газообразующего вещества отхода сахарного производства, что позволяет получить материал с хорошими тепло и звукоизоляционными свойствами. К недостаткам прототипа относится высокая температура термической обработки шихты и необходимость дополнительного отжига полученного вспененного материала, что влияет на конечную стоимость. RF patent No. 2291125 (C03C11/00) was chosen as a prototype - a charge for producing foam glass, which includes cullet container glass and sugar production waste, which acts as a foaming agent under thermal influence on the prepared glass by joint grinding in a ball mill. The main difference between this technical solution and its analogues is the use of sugar production waste as a gas-forming substance, which makes it possible to obtain a material with good heat and sound insulation properties. The disadvantages of the prototype include the high temperature of heat treatment of the charge and the need for additional annealing of the resulting foam material, which affects the final cost.

В качестве аналога был выбран патент № RU 2575720 – шихта для получения пеностекла, в состав которой входят только стеклобой и шлам гальванического производства. Основное отличие данного технического решения от аналогов – использование в качестве газообразующего вещества шлама гальванического производства. К недостаткам аналога относятся высокое водопоглощение и недостаточно высокая морозостойкость для данной категории материалов.As an analogue, patent No. RU 2575720 was chosen - a mixture for producing foam glass, which contains only glass cullet and galvanic production sludge. The main difference between this technical solution and its analogues is the use of galvanic production sludge as a gas-forming substance. The disadvantages of the analog include high water absorption and insufficiently high frost resistance for this category of materials.

Задачей технического решения настоящего изобретения является разработка рецептуры состава шихты для получения вспененного стеклянного теплоизоляционного материала конструкционного назначения. The objective of the technical solution of the present invention is to develop a formulation for the composition of the charge for producing foamed glass thermal insulation material for structural purposes.

Технический результат изобретения заключается в утилизации стеклобоя и пылевидных отходов электрометаллургического производства путем использования их при производстве пеностекла. Пылевидные отходы электрометаллургического производства содержат в своем составе карбонаты, оксиды и силикаты металлов при следующем соотношении элементов в пересчете на оксиды, % масс.:The technical result of the invention is the recycling of cullet and dusty waste from electrometallurgical production by using them in the production of foam glass. Dust-like waste from electrometallurgical production contains carbonates, oxides and silicates of metals with the following ratio of elements in terms of oxides, wt.%:

• Fe2O3 — 55,4;• Fe 2 O 3 - 55.4;

• CaO — 12,6;• CaO - 12.6;

• SiO2 — 5,9;• SiO 2 - 5.9;

• Na2O — 5,9;• Na 2 O - 5.9;

• K2O — 4,2;• K 2 O - 4.2;

• CO2 — 2,9;• CO 2 – 2.9;

• MgO — 2,8;• MgO - 2.8;

• ZnO — 2,1;• ZnO - 2.1;

• SO3 — 1,7;• SO 3 - 1.7;

• MnO — 1,5;• MnO - 1.5;

• Cl — 0,4;• Cl - 0.4;

• Al2O3 — 0,4;• Al 2 O 3 - 0.4;

• Cr2O3 — 0,3;• Cr 2 O 3 - 0.3;

• PbO — 0,1;• PbO - 0.1;

• CuO — 0,1;• CuO - 0.1;

• Прочие примеси — 3,7. • Other impurities - 3.7.

Поставленная задача решается благодаря тому, что шихту для пеностекла приготавливают совместным измельчением стеклобоя, пылевидных отходов электрометаллургического производства и одного из следующих компонентов: борная кислота, техническая бура в роторно-вихревой мельнице. При термическом воздействии соединения бора переходят во вспененную стекольную массу в виде оксида бора, который значительно снижает коэффициент теплового расширения, что позволяет стекломассе не трескаться при резких изменениях температурыThe problem is solved due to the fact that the charge for foam glass is prepared by joint grinding of cullet, dusty waste from electrometallurgical production and one of the following components: boric acid, technical borax in a rotary vortex mill. When exposed to heat, boron compounds pass into the foamed glass mass in the form of boron oxide, which significantly reduces the coefficient of thermal expansion, which allows the glass mass not to crack during sudden temperature changes

Шихта для получения пеностекла включает: стеклобой (в том числе пылевидные отходы стекольного производства), борную кислоту, пылевидные отходы электрометаллургического производства при следующем соотношении, % масс.:The charge for producing foam glass includes: cullet (including dusty waste from glass production), boric acid, dusty waste from electrometallurgical production in the following ratio, wt.%:

• пылевидные отходы металлургического производства – от 40 до 70;• dusty waste from metallurgical production – from 40 to 70;

• пылевидные отходы стекольного производства – от 20 до 50;• dusty waste from glass production – from 20 to 50;

• борная кислота или бура техническая – остальное.• boric acid or technical borax – the rest.

Для вспенивания шихты в совместно измельченные компоненты добавляют вспенивающую жидкость (например белковый пенообразователь) из расчета 165 мл. на 1 кг сухой смеси. To foam the mixture, a foaming liquid (for example, a protein foaming agent) is added to the jointly crushed components at the rate of 165 ml. per 1 kg of dry mixture.

Приготовленную по вышеописанному способу шихту заливают в подготовленную форму, равномерно распределяют, помещают в печь, нагревают до температуры 800°С и выдерживают в течении 5 часов. The mixture prepared according to the method described above is poured into a prepared mold, distributed evenly, placed in an oven, heated to a temperature of 800°C and kept for 5 hours.

После термической обработки печь выключают, в закрытом состоянии происходит ее остывание до комнатной температуры. После завершения обжига форма извлекается из печи, полученный образец извлекается из формы, шлифуется и складируется.After heat treatment, the oven is turned off, and when closed, it cools to room temperature. After firing is completed, the mold is removed from the kiln, the resulting sample is removed from the mold, polished and stored.

Указанный способ можно проиллюстрировать примерами. Для этого были подготовлены составы шихты, представленные в таблице 1.This method can be illustrated with examples. For this purpose, the mixture compositions presented in Table 1 were prepared.

Таблица 1. Состав шихты, % масс.Table 1. Composition of the charge, wt.%

Компоненты Components Номер примераExample number 11 22 33 44 пылевидные отходы металлургического производстваdusty waste from metallurgical production 6565 5555 7070 4545 пылевидные отходы стекольного производстваdusty waste from glass production 30thirty 4040 2020 4545 борная кислотаboric acid 55 55 00 00 Бура техническаяTechnical borax 00 00 1010 1010 ИТОГОTOTAL 100100 100100 100100 100100

Физико-механические свойства полученного после обжига материала в сравнении с аналогом и прототипом представлены в таблице 2.The physical and mechanical properties of the material obtained after firing in comparison with the analogue and prototype are presented in Table 2.

Таблица 2. Характеристики вспененного материала.Table 2. Characteristics of foam material.

Показатель Index Номер примера Example number Аналог Analogue Прототип Prototype 11 22 33 44 водопоглощение, %water absorption,% 0,030.03 0,030.03 0,030.03 0,030.03 2,82.8 -- прочность при сжатии, МПаcompressive strength, MPa 2,242.24 2,472.47 1,981.98 3,513.51 2,92.9 1,11.1 теплопроводность, Вт/м·Сthermal conductivity, W/m·S 0,0670.067 0,1200.120 0,0700.070 0,0310.031 0,0420.042 0,0550.055 морозостойкость frost resistance 8383 8686 8181 9595 5858 --

Данные, приведенные в таблице 2, подтверждают, что полученные образцы пеностекла, приготовленные на основе прилагаемой шихты, соответствуют физико-химическим свойствам, предъявляемым к данному классу материалов. Полученные образцы по теплопроводности находятся на уровне аналога и прототипа, по морозостойкости и водопоглощению существенно превосходят аналог, а по прочности в 2-3 раза превосходят прототип.The data given in Table 2 confirms that the resulting foam glass samples, prepared on the basis of the supplied mixture, correspond to the physical and chemical properties required for this class of materials. The resulting samples are at the level of the analogue and the prototype in thermal conductivity, significantly superior to the analogue in frost resistance and water absorption, and 2-3 times superior to the prototype in strength.

Данная рецептура шихты для производства пеностекла позволяет решить проблему утилизации пылевидных отходов электрометаллургического производства и стеклобоя путем производства вспененного силикатного теплоизоляционного материала конструкционного назначения, что может быть использовано в строительной индустрии для создания вспененных теплоизоляционных материалов. This mixture recipe for the production of foam glass allows us to solve the problem of recycling dusty waste from electrometallurgical production and cullet by producing foamed silicate thermal insulation material for structural purposes, which can be used in the construction industry to create foamed thermal insulation materials.

Claims (1)

Шихта для получения пеностекла, включающая стеклобой, отход металлургического производства, соединение бора и пенообразователь, отличающаяся тем, что она содержит пылевидные отходы электрометаллургического производства, содержащие следующие элементы, мас.%: Fe2O3 55,4, CaO 12,6, SiO2 5,9, Na2O 5,9, K2O 4,2, CO2 2,9, 2,8, ZnO 2,1, SO3 1,7, MnO 1,5, Cl 0,4, Al2O3 0,4, Cr2O3 0,3, PbO 0,1, CuO 0,1, прочие примеси 3,7, в качестве соединения бора – борную кислоту или буру техническую, причем шихта содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: пылевидные отходы электрометаллургического производства от 40 до 70, стеклобой от 20 до 50, борная кислота 5 или бура техническая 10, а также белковый пенообразователь в виде вспенивающей жидкости из расчета 165 мл на 1 кг сухой смеси.A charge for producing foam glass, including cullet, waste from metallurgical production, a boron compound and a foaming agent, characterized in that it contains dust-like waste from electrometallurgical production, containing the following elements, wt.%: Fe 2 O 3 55.4, CaO 12.6, SiO 2 5.9, Na 2 O 5.9, K 2 O 4.2, CO 2 2.9, 2.8, ZnO 2.1, SO 3 1.7, MnO 1.5, Cl 0.4, Al 2 O 3 0.4, Cr 2 O 3 0.3, PbO 0.1, CuO 0.1, other impurities 3.7, boric acid or commercial borax as a boron compound, and the charge contains components in the following ratio , wt.%: dusty waste from electrometallurgical production from 40 to 70, cullet from 20 to 50, boric acid 5 or technical borax 10, as well as a protein foaming agent in the form of a foaming liquid at the rate of 165 ml per 1 kg of dry mixture.
RU2023125630A 2023-10-06 Mixture for producing foamed glass RU2819873C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2819873C1 true RU2819873C1 (en) 2024-05-28

Family

ID=

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1289836A1 (en) * 1985-04-09 1987-02-15 Завод "Автостекло" Black glass
RU2082688C1 (en) * 1994-03-16 1997-06-27 Центр модифицированных бетонов Method of preparing light filler for concrete
RU2291125C2 (en) * 2004-12-28 2007-01-10 ГОУ ВПО Воронежский государственный архитектурно-строительный университет-(ГОУ ВПО ВГАСУ) Charge for production of the foamed glass
CN104058590A (en) * 2014-06-19 2014-09-24 太原理工大学 Method for preparing foam glass by using magnesium reduction slags
RU2537431C1 (en) * 2013-08-12 2015-01-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" Granular foamed slag glass
CN103524043B (en) * 2013-10-09 2015-05-13 北京科技大学 A method of producing foam glass by using cold-rolling sludge and waste glass
RU2639758C1 (en) * 2016-11-23 2017-12-22 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" Charge mixture for synthesis of structural and heat insulating units from cellular glass

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1289836A1 (en) * 1985-04-09 1987-02-15 Завод "Автостекло" Black glass
RU2082688C1 (en) * 1994-03-16 1997-06-27 Центр модифицированных бетонов Method of preparing light filler for concrete
RU2291125C2 (en) * 2004-12-28 2007-01-10 ГОУ ВПО Воронежский государственный архитектурно-строительный университет-(ГОУ ВПО ВГАСУ) Charge for production of the foamed glass
RU2537431C1 (en) * 2013-08-12 2015-01-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" Granular foamed slag glass
CN103524043B (en) * 2013-10-09 2015-05-13 北京科技大学 A method of producing foam glass by using cold-rolling sludge and waste glass
CN104058590A (en) * 2014-06-19 2014-09-24 太原理工大学 Method for preparing foam glass by using magnesium reduction slags
RU2639758C1 (en) * 2016-11-23 2017-12-22 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" Charge mixture for synthesis of structural and heat insulating units from cellular glass

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR900003320B1 (en) Process for producing the foamed ceramic body
RU2143410C1 (en) Method of manufacturing glass ceramic tile from spent crucible lining for smelting aluminium (variants), and glass ceramic tile
US20020073898A1 (en) Porous silicate granular material and method for producing it
KR20000005289A (en) Manufacturing method for ceramic tils from fly ash
CN101723587B (en) Manufacture method of igneous rock crystal glass material
CN101962266B (en) Lightweight high-strength microcrystal ceramic insulation board and preparation method thereof
Khater et al. Preparation of glass-ceramic materials from basaltic rocks and by-pass cement dust
Montoya-Quesada et al. New glass-ceramic from ternary–quaternary mixtures based on Colombian industrial wastes: Blast furnace slag, cupper slag, fly ash and glass cullet
RU2374206C1 (en) Raw mixture for making ceramic objects
CN108191235A (en) A kind of Bone China Glaze, glaze slip and preparation method
RU2819873C1 (en) Mixture for producing foamed glass
US5393472A (en) Method of producing wollastonite & ceramic bodies containing wollastonite
KR20030056840A (en) borosilicate cellular glass and manufacture method of cellular glass using it
Rodin et al. Processes of foaming and formation of the structure of porous glass ceramics from siliceous rocks
US2919995A (en) Low expansion ceramic body and a method of making it
RU2291845C2 (en) Method of production of foamed glass
Kaz’mina et al. Prospects for use of finely disperse quartz sands in production of foam-glass crystalline materials.
Galán-Arboledas et al. Production of ceramic materials using only waste as raw materials
RU2424999C1 (en) Glass for producing foamed glass (versions)
RU2592002C1 (en) Composition of foamed glass composite
JPS5815045A (en) Production of foam glass
RU2827886C1 (en) Porous moisture-absorbing decorative foam glass and method for its production
US1819686A (en) Method of making tile
CN115403253B (en) Production process of high-strength high-temperature-resistant foam glass
Koltsova et al. RESEARCH OF THE INFLUENCE OF THE CRYSTALLINE PHASE CONTENT ON THE STRUCTURE AND PROPERTIES OF POROUS GLASS-CRYSTALLINE MATERIALS.